面向Web服务的制造企业业务流程管理集成应用研究

    “知识与信息已取代资本与能源在经济中的地位，成为重要而取之不尽的资源”。信息资源不仅包括大家所熟知的企业各类数据，还包括企业的管理与决策模式，而这种管理方式体现在电子化上就是企业的各类MIS系统，这些资源是企业花费了大量资金与心血组建起来的。但由于历史的原因，企业在信息系统架构方面存在诸多的问题（如多种孤立的、不兼容的遗留系统；不兼容的硬件系统和设备；异构平台，无法彼此通信；不兼容的、无法移植的开发语言；不兼容的数据格式；异构网络；不同供应商的成套应用程序等），从而在企业中形成一个个”信息孤岛”，并已严重地阻碍了企业信息化建设的整体进程。企业在新的市场竞争环境与决策机制中，迫切需要一种构架信息资源中心的工具——      —既能全面掌控客户、供应商、项目、订单、资产等信息；又能全面掌控财务、人力资源、生产、分销、物流等信息；还能全面掌控系统、数据、流程等信息，达到对信息实时存取，实现对企业价值链上业务流程全面、彻底的透视和控制。

      企业应用集成EAI方法和技术的适时出现，为实现基于各种不同平台、用不同方案建立的异构应用集成成为可能。而解决“信息孤岛”问题的关键不仅仅是软件方面的技术，更重要的是在企业的流程管理和相关技术的标准化等方面。本文在探讨现代制造企业对信息资源与技术的实际需求基础上，针对企业在信息系统架构方面存在的诸多问题，提出面向分布式网络环境下基于WEB服务的企业业务流程管理集成应用解决方案与实现途径，有力地促进了企业实现各种遗产系统与新的企业应用的集成，更进一步促进制造企业加速实现信息化工程的建设。

      1 制造企业对信息资源与技术的需求

      随着全球经济一体化的深入，市场竞争日趋激烈。在这一背景下，各种先进的制造模式和管理思想被广泛地接受，如敏捷制造、生物制造、智能制造和虚拟公司等，这些先进的制造模式都强调企业的动态组合，以最小的成本、最优的服务赢得市场。这些先进的管理思想使企业更能适应客户化和产品多样性的需求。产品的多样性、客户化以及企业运行机制的复杂性和多变性，对制造信息系统提出了新的要求。

      （1）智能性。能根据实际生产环境动态地调整有关参数，无论是计划制定还是生产调度都能从实际生产环境中获取相关的数据，使计划和调度更能反映实际的生产状况。

      （2）协同性。企业内部或企业间各利益团体Q 活动的协作。随着生产组织和管理模式的改变，制造策略发生了巨大变化。企业与企业之间的合作表现为各企业内部具有独立制造功能和一定自主特征的企业与企业之间的合作，这种合作方式正由传统的集中式生产组织方式逐渐向以合同为契约的、供应链上合作的扁平化组织结构的生产发展，企业间的协作已成为未来企业发展的主要模式，这必须要求相应的信息系统具有协同功能。

      （3）具有对短期需求快速响应的能力。虚拟企业使得企业之间的合作生产更为密切，对响应速度也提出了更高的要求。由于分销商和供货商按零库存组织生产，因此，要求生产系统对不可预见的订单需求，具有更加灵敏的响应速度，以维持供应链的正常运转。

      （4）适应分布自治的生产加工环境。集中式生产计划系统由于对突发事件缺乏灵活、快捷的处理能力，已越来越不能适应市场竞争的需要，代之于核心企业与一个或多个企业以交货期为纽带的松散耦合关系，形成虚拟企业。在企业中长期生产计划的指导下，由工厂内部根据自身在供应链上的关系和准则，实现详细的生产调度功能，以确保整个供应链的正常运转。这就要求工厂生产系统具有分布性、网络化的生产优化调度能力，以适应全新的加工环境，从特征上则表现为分布自治性和网络化。

      （5）符合基于合同的生产组织模式。纵向集成的企业必须向以合同为纽带的扁平生产组织方式转变，这一模式已经在电子、半导体、汽车、航空航天，甚至医药制造行业中得到印证，这就要求生产系统必须是按合同组织生产的自治系统。

为适应新的生产管理和组织模式，需要一种全新的体系结构。其特征主要表现为软件结构的组织化和支持通过非持久或低速链接到多层应用程序或服务器，构建在全球范围内访问信息的高分布应用程序应用。

      2 企业业务流程管理及结构

      （1）业务流程的结构

      一个业务流程是一些更小的单元（被称为子流程）的有序组合。子流程是一种可重用的业务服务。作为一个独立的单元，每一个子流程可以有其输入和输出。例如一个下订单的子流程需要输入客户的名字，并进行一些操作，而其输出就是订单的详细信息以及客户的详细信息。一个子流程可以被多个业务流程重用。

      一个子流程本身可以是运行在多个系统的应用程序的集成，也可以被看成是在一个消息流上的操作的有序组合。在消息流上的每一个节点，需要使用适配器或者连接器从消息流连接到后台应用程序、数据库或者最终用户。而业务流程的发起人和参与者可以是顾客、雇员、合作伙伴、供应商或者应用程序。

      （2）业务流程管理

      业务流程管理是一种理解、定义、自动化以及改善企业业务的技术。BPM可以实现业务流程级别的应用集成，即工作流技术和企业应用集成的结合，能优化业务流程，提高业务流程的灵活性，更好地整合企业内外部的资源。业务流程管理产品应当满足如下要求：

提供图形化的业务流程设计工具。利用该工具可以快速地构建业务流程的流转，提供了分支和事件路由的机制，使用实时的信息来动态地更新流程的流转。

      使用适配器。适配器用来定义和配置从产品到应用程序的连接。

      通过易于配置的接口（界面），使得企业的人员可以直接介入到流程的某个步骤中。提供运行期的状态引擎，用来维护运行中流程的状态信息，以及已完成流程的历史信息和统计。当前运行中的和已完成的流程信息有一种合适的格式，便于易于访问、报告和分析。

      提供运行期的状态引擎，用来维护运行中流程的状态信息，以及已完成流程的历史信息和统计。当前运行中的和已完成的流程信息有一种合适的格式，便于易于访问、报告和分析。

      提供了处理失败流程的机制，如回滚。

      提供流程管理器引擎，具备组织企业中复杂的业务流程的扩展性和可用性。

      3 面向WEB服务的企业业务流程集成解决方案

      面向WEB服务的企业业务流程集成是将多个制造企业和企业内部多个应用的各业务流程管理集成到一个虚拟的、统一的应用系统中，确保集成的多个系统之间互不干扰，实现各个应用系统的接口之间数据共享。

      （1）基于WEB服务的应用集成方法与实现

      用户界面集成。用户界面重组是一个面向用户的整合，它将遗留系统的终端窗口的图形界面用一个标准的界面（有代表性的例子是使用浏览器）来替换。一般而言，应用程序终端窗口的功能可以一对一地映射到一个基于浏览器的图形用户界面上。采用企业门户网站来完成一些复杂界面的重组，设计一个完善的、可定制的基于浏览器的界面，实现多个企业应用的合并。

      方法集成。方法集成包括直接的和分布式网络环境下跨平台应用程序之间的应用到应用的集成。它涵盖了普通的代码撰写，应用程序接口，远端过程调用，分布式中间件如交易处理监控器、公共对象请求代理体系结构、远端方法调用、面向消息的中间件等，以及WEB服务等各种软件技术。方案中采用SOAP机制，即基于客户（请求程序）和服务器（响应程序）之间的请求响应交互机制，用户使用浏览器可以访问应用服务器的信息，应用服务器作为SOAP客户端可以访问驻留在各个企业系统中的WEB服务，实现业务流程级管理的应用集成。

      业务流程管理建模。在业务流程协作管理集成应用中，企业应用通过B2B协议和企业外部系统进行集成，而企业的内部流程对于企业外部系统是隐藏的。这样，当企业的内部流程发生变化后，不会影响到外部的合作伙伴。这就要求有一种媒介服务来将B2B协议所隐含的流程和数据语义转换为企业内部流程和数据语义。统一建模语言是用来对软件密集系统进行描述、构造、可视化和文档编制的一种语言。采用元模型或UML建模集等面向对象的建模方法完成语义媒介、企业之间的信息传递（安全、无欺诈、能应付灾难性事件）、B2B级业务事件的审查、踪和挖掘、以及在信息库中包含了贸易伙伴和他们之间通信的信息贸易社区协议等集成建模。

      业务流程的集成。业务流程级的集成主要采用中间件技术来完成分布式环境下企业业务流程的统一建模，确保管理数据在应用程序间的单向流动，实现企业业务流程的智能化集成、管理与决策支持。企业在采用流程驱动的企业架构后，将业务流程的逻辑从应用中剥离出来，集中到业务流程管理器，形成了一个新的业务流程管理层。这样，具备了较好的流程设计、测试和重新设计（更改）的能力，而且更容易将其他的系统集成进来。

      数据的集成。数据集成发生在企业内的数据库和数据源级别。通过从一个数据源将数据移植到另外一个数据源来完成数据集成。利用数据复制和中间件工具，采用实时方式或批处理方式，完成在数据源之间的数据传输、数据合并、数据复制、数据的析取、转换、装载等。

      （2）面向WEB服务的企业应用集成特色

      WEB服务为企业应用集成的实现提供了一种全新的机制。它为本地和远程服务的定义、发布和访问提供了一整套开放标准的方法。应用开发人员建立了一套服务的标准后，可以在不同的系统、不同的平台，使用不同的语言来方便地访问应用服务。面向WEB服务的应用集成方案具有：

      简单实用。与采用分布式技术实现企业应用集成解决方案相比，WEB服务更便于设计、开发、维护和使用。开发和使用WEB服务的平台框架之后，创建跨越多个应用程序的商务流程处理将变得相对简单。目前已有许多工具可以开发和部署WEB服务，还有一些工具可以将已有的COM组件部署为WEB服务。

      开放性。WEB服务采用基于开放标准，任何支持这些技术的设备都可以拥有和访问WEB服务。同时采用SOAP协议是所有供应商都支持的标准，避免了在CORBA和其他协议之间转换带来的麻烦，且用户易于接受，节省了企业为了支持新出现的WEB技术所需要的投资。

灵活性。基于WEB服务的集成是建立在发布服务的应用程序和使用服务的应用程序之间的松散耦合，任何的WEB服务都可以与其他WEB服务进行交互，使得企业应用易于更改，可以连接异构系统和操作环境，使得在局部系统出错的时候能更好地恢复，这样可以使系统获得更高的强壮性，方便灵活。

      高效性。WEB服务允许把应用程序划分为一些小的逻辑组件，因为在小粒度基础上集成应用程序时，集成将变得更容易，从而使WEB服务的EAI解决方案更为高效、快捷。

      4 结束语

      随着面向中间件和代理技术的成熟，采用点对点的企业应用集成（通常采用面向消息的中间件，应用程序之间通过应用程序接口进行点对点的数据与信息交换，实现各应用之间的松散集成）和采用结构级的企业应用集成（采用一种中央集线器型的架构和中间件工具来统一实现和开展数据的传输与交换）模式已在企业中得到了较好的应用。而采用中间件技术且面向WEB服务的企业业务流程级管理的应用集成仍未完全成熟，需要不断地进行研究与应用探讨。